1
دانشگاه جامع امام حسین (ع)-مرکز علم و فناوری لیزر و اپتیک
2
مرکز علم و فناوری لیزر و اپتیک دانشگاه جامع امام حسین (ع)
3
تهران-ایران
چکیده
در این مقاله، طراحی و ساخت حسگر فیبرنوری فابری-پرو با لایه‌ای از مواد پلیمری پلی‌یورتان، پی‌وی‌سی نرم و پی‌وی‌سی سخت با ضخامت‌های یکسان 300 میکرومتر و طول کاواک 1/0 میلی‌متر برای اندازه‌گیری فشار گاز معرفی شده و تأثیر این سه ماده پلیمری بر حساسیت حسگری فشار گاز مورد بررسی قرار گرفته است. حسگرهای فوق در دمای ثابت آزمایشگاهی تست شده و با یکدیگر مقایسه شده‌اند. برای انجام تست‌های فشار گاز از دو گاز اکسیژن و نیتروژن در بازه فشاری 10 تا 50 میلی‌بار استفاده شده است. حسگر با لایه پلی‌یورتان برای گاز اکسیژن و نیتروژن به ترتیب دارای حساسیت 438/0 و 392/0 نانومتر بر میلی‌بار، حسگر با لایه پی‌وی‌سی نرم برای گاز اکسیژن و نیتروژن به ترتیب دارای حساسیت 311/0 و 224/0 نانومتر بر میلی‌بار و حسگر با لایه پی‌وی‌سی سخت برای گاز اکسیژن و نیتروژن به ترتیب دارای حساسیت 298/0 و 186/0 نانومتر بر میلی‌بار می‌باشند. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که حسگر ساخته شده با لایه‌نشانی پلی‌یورتان حساسیت بیشتری نسبت به حسگرهای ساخته شده برای هر دو گاز دارد.
Udd. Eric, William B. Spillman Jr, et al. "Fiber optic sensors: an introduction for engineers and scientists, " John Wiley & Sons, 2011.
Rasouli, et al. "Design and Simulation of a Novel Surface Plasmon Based Bio-Nanosensor for Detection of DNA Hybridization," Journal of Passive Defence Science and T 11. 275-278, 2020.
Riahi, et al. " Simulation and Fabrication of Tapered Fiber Optics Hydrogen Sensor,"Journal of Applied Electromagnetic 6. 15-21 in persian, 2018.
Riahi, et al. "Investigation of the effect of the taper geometry on the sensitivity of tapered-fibre gas sensors," Journal of Modern Optics 67.14 . 1259-1266, 2020.
Grattan, and B. Meggitt Wolfoeis, "Optical Fiber Sensor Technology," Springer Press 1, 120-130, 2000.
Gong, K. Chen, X. Zhou, and Z. Zhao, "High sensitivity Fabry-Perot interferometric acoustic sensor for low frequency acoustic pressure detection," Journal of Lightwave Technology 35(24), 5276-5279, 2017.
Khalilzadeh et al. "Experimental study of diaphragm thickness effect on the sensitivity of the gas pressure sensor based on Fabry-Perot optical fiber," Scientific Journal of Applied Electromagnetics 10.1 2022.
Xu, X. Wang, and A. Wang, " Miniature all-silica fiber optic pressure and acoustic sensor, " Optics Letters 37(2), 3269–3271, 2005.
G Z. Xiao et all. " Fiber optic Fabry Perot gas pressure sensors embedded in pressure fitting, "Microwave and optical Technology Letters, 42(6), 486–489, 2004.
Moradi, et al. "Fiber optic Fabry–Pérot acoustic sensor using PVC and GO diaphragms, " OSA Continuum, 3.4: 943-951, 2020.
Zhang et all, ''High sensitivity gas pressure sensor based on fiber tip PVC diaphragm Fabry Perot interferometer,'' Journal of lightwave technology, 35(18), 4067-4071, 2017.
Y. Wang, Q. X. Yu, "Polymer diaphragm based sensitive fiber optic Fabry–Perot acoustic sensor, " Chin. Opt. Lett. 8, 266–269, 2010.
Ma, H. Xuan, H. Ho, and W. Jin, " Fiber-optic Fabry-perot acustic sensor with Multilayer Graphene diaphragm, " IEEE Photonics Technology Letters 25(10), 932-935, 2013.
Pang, H. Bae, A. Gupta, k. Bryden , M. Yu "MEMS Fabry–Pérot sensor interrogated by optical system-on-a-chip for simultaneous pressure and temperature sensing, " Opt. Express 21, 21829–21839, 2013.
Zhang, P. Lu, W. Ni, W. Xiong, J. Zhang, "Gold-diaphragm based Fabry–Perot ultrasonic sensor for partial discharge detection and localization, " IEEE Photonics J. 15, 4256–4167, 2020.
Xu, et al. "Fiber-optic acoustic pressure sensor based on large-area nanolayer silver diaphragm," Opt. Lett. 39, 2838–2840, 2014.
Hyungdae, et al. "Hybrid miniature Fabry–Perot sensor with dual optical cavities for simultaneous pressure and temperature measurements," Journal of Lightwave Technology 32.8 . 1585-1593, 2014.
Jonghyun, et al. "Fiber optic Fabry–Perot pressure sensor based on lensed fiber and polymeric diaphragm," Sensors and Actuators A: Physical 225 . 25-32, 2015
Fabry, A. Perot, "Theorie et applications d'une nouvelle methode de spectroscopie interferentielle, " Ann. Chim. ser. 16, 115-144, 1899.
Muzalifah Mohd, et al. "A new diaphragm material for optical fibre Fabry-Perot pressure sensor," 2009 Fifth International Conference on mems of nano, and Smart Systems. IEEE, 2009.
ریاحی, علی, بشیری, فرزاد, & مرادی, حامد. (1402). طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری فشار گازها به روش فابری-پرو و بررسی تاثیر جنس پلیمری بر حساسیت آن. الکترومغناطیس کاربردی, 11(2), 117-103.
MLA
علی ریاحی; فرزاد بشیری; حامد مرادی. "طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری فشار گازها به روش فابری-پرو و بررسی تاثیر جنس پلیمری بر حساسیت آن". الکترومغناطیس کاربردی, 11, 2, 1402, 117-103.
HARVARD
ریاحی, علی, بشیری, فرزاد, مرادی, حامد. (1402). 'طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری فشار گازها به روش فابری-پرو و بررسی تاثیر جنس پلیمری بر حساسیت آن', الکترومغناطیس کاربردی, 11(2), pp. 117-103.
VANCOUVER
ریاحی, علی, بشیری, فرزاد, مرادی, حامد. طراحی و ساخت حسگر فیبر نوری آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری فشار گازها به روش فابری-پرو و بررسی تاثیر جنس پلیمری بر حساسیت آن. الکترومغناطیس کاربردی, 1402; 11(2): 117-103.
)
